[发明专利]在移动网中采用跳频方法消除干扰

说明书

本发明涉及在移动网中采用跳频方法消除干扰。

在移动通信系统中，移动台和基站能通过使用所谓的无线电接口信道建立连接。取决于所涉及数据类型的不同需求，受到与数据传输率、数据准确度和传输延迟相关的连接的影响。

移动网总是被分配使用一个特定的频率范围。这个频率范围再细分成很多信道，这些信道的传输容量被优化以与移动网提供的服务匹配。为确保分配给移动网的有限频带有足够的容量，必须重复使用可获取的信道。为达到这个目的，系统的覆盖区域被分成由单个基站覆盖区域构成的小区，这也是为什么常常称这种系统为蜂窝无线电系统的原因。

通过无线电连接，移动台可以获得移动网提供的服务。图1描述了一个已知的移动网系统的结构草图，该网包括许多相互连接的移动业务交换中心(MSC)。一个移动业务交换中心(MSC)能与其它移动业务交换中心(MSC)或其它诸如综合业务数据网(ISDN)、公众交换电话网(PSTN)、因特网(Internet)、分组数据网(PDN)、异步传递方式(ATM)以及分组无线电业务(GPRS)的电信网建立连接。每个移动业务交换中心(MSC)都有多个基站控制器(BSC)与之相连。类似地，每个基站控制器(BSC)与多个基站相连。基站能与移动台(MS)建立连接。网管系统(NMS)用于在网上收集数据和重新编程网络单元。

基站和移动台之间的空中接口能以许多种不同方式划分为信道。已知的方法至少包括时分多路复用(TDM)，频分复用(FDM)和码分复用(CDM)。在TDM系统中，分配的带宽被分成序列时隙。特定数量的序列时隙构成一个周期性重复的时帧。信道由时帧中使用的时隙定义。在FDM系统中，信道由使用的频率定义，而在CDM系统中，是由跳频模式或散列码定义。也可使用上述信道划分方法的不同组合。

图2中提供了已知的FDM/TDM信道划分的一个例子。图中纵轴代表频率，而横轴代表时间。分配的频率范围被分成从F1到F6表示的6个频率。此外，由每个单一频率构成的频率信道再细分成由8个序列时隙构成的重复时帧。信道总是成对(F，TS)定义，其中，F为频率，TS为时帧中所用的时隙。

为使容量达到最大，信道必须在相互之间距离尽可能近的小区中重复利用，然而，条件是使用这些信道的连接质量仍能满足要求。连接的质量受传送信号的灵敏度，无线电信道中产生的传输错误，以及无线电信道质量的影响。对信号传输错误的恢复取决于被发送信息的特性，并可通过信道编码处理信息，通过在数据发送之前交叉存取，以及通过对错误传输帧重传的方法加以改进。

无线电信道的质量特别受到连接引起的互干扰程度的影响，这取决于连接使用的信道，连接的地理分布以及使用的传输功率。这些因素可能受到适当考虑到这些干扰的各个小区中信道的系统分配，传输功率调整，以及均衡各种连接引起的干扰等的影响。

即使信道的分配是成功的，不同的连接容易受不同的干扰电平的影响。结果，一些连接可能深受干扰之苦，严重影响了它们的质量，而同时另外一些连接却可忍受较高的干扰电平。如果为包含故障的信道建立的连接实现的信噪比在预定的范围之内，只有很小的比例(如5％)，那么可以分配一个信道。如果可以降低各个连接之间的干扰电平的起伏，那么所述连接质量可以在更密集的信道重复利用率的情况下实现，这可提高系统的容量。

消除连接之间的相对干扰的已知方法包括，FDM系统中使用的频率跳频以及TDM系统中使用的时隙跳频。这些和其它一些基于信道更迭的方法在下面的描述中将集中称之为信道跳频方法。在CDM系统中，连接之间的干扰差值可通过使用多种多样的散列码抑制。然而在这个方法中，所有的连接利用同一个频率，这就大大增加了平均交叉干扰。

通过跳频，连接使用的频率在很短的时间间隔内连续变化。这样，传输频率用作跳频参数。该方法可分成慢速和快速跳频。在快速跳频中，连接频率比载波频率变化更频繁。而在慢速频率跳频中，连接频率变化的频率不如载波频率。

例如，在已知的GSM系统中，实现跳频以便单个的脉冲串总是以一个频率发送，而下一个时隙中的脉冲串以另一个频率发送。结果，单个脉冲串能够承受高的干扰电平。由于信道编码和交叉存取的作用，通过确保没有受到严重干扰的传输脉冲串有足够高的百分比，能够实现所要求的连接质量。通过跳频，即使一些脉冲串受到较大的干扰，这些要求也都能满足，特别是针对每个连接来说。